關於高階生物燃料的兩部分系列報道的第一部分。
2008 年，一群航空公司向世界最大的航空航天公司波音公司提出了一個大難題。當時，美國在奧巴馬總統的領導下，正在制定應對氣候變化的政策。其中一項政策涉及減少飛機燃料的排放。
一年前，來自國會的兩黨支援為新政府提供了一個看似強大的新工具，即一項呼籲使用“高階生物燃料”的法律。該法律承諾推出一種新型燃料，與石油燃料相比，可將溫室氣體排放量至少減少 50%。該法律的目標是交通運輸部門，該部門的二氧化碳排放量僅次於電力生產，位居第二。
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當時，太陽能和風能已經開始減少發電廠的排放，普遍的假設是，在 10 年內，汽車行業將透過生產電動汽車來開始減少其在交通運輸問題中的份額。但航空公司擔心無法使用太陽能和風能為商用飛機提供動力。電動飛機尚未提上議事日程。
波音公司負責開發新型航空燃料的首席戰略家達林·摩根回憶說：“他們說，‘嘿，我們需要幫助。我們自己做不到。’我們說，‘是的，我們可以做到。’”
作為一家與 150 多個國家有業務往來的主要美國出口商，波音公司曾與航空公司合作開發更省油的飛機和更好的飛行方式。現在，它幫助成立並領導了可持續航空燃料使用者組 (SAFUG)。該組織目前代表 27 家航空公司，這些航空公司消耗了全球三分之一的飛機燃料。
這是完全超出波音公司或世界各航空公司全球範圍的一步：必須開發和測試滿足溫室氣體減排目標的新型飛機燃料，以滿足嚴格的飛機標準。它們不能凍結，而且必須足夠強大和安全，才能執行標準噴氣發動機並使用現有的燃料輸送系統。另一個目標是，航空公司乘客不會感覺到效能有任何差異。
摩根解釋說：“我們試圖建立一個以我們所需要的存在方式不存在的新興產業。”他是一位前金融專家，之所以被引入波音公司，是因為他熟悉生物燃料。
尋找能夠滿足航空公司、環保組織和政府要求的低碳生物燃料的起步過程漫長而緩慢。但他表示，他認為這是一個開始發生的步驟。
建議來自許多方面。環保組織擔心新型燃料的來源，拒絕了用樹木製造生物燃料的提議。他們尤其擔心為了建立棕櫚油種植園而破壞熱帶雨林。社會團體對使用玉米等食物來源或用於糧食作物的土地製造高階生物燃料感到不滿，因為人口不斷增長將需要更多食物。
波音公司和其他 SAFUG 成員還與另一個團體合作。可持續生物材料圓桌會議 (RSB) 的成立是為了讓環保、農業和社會團體的代表以及來自飛機和噴氣發動機製造公司的專家加入。其想法是就一項可持續性標準達成共識，而不是幾十項。
摩根解釋說：“我們很早就向市場發出了訊號，表明我們將設定高門檻。我們說，‘各位，如果你們想為我們的行業服務，你們需要達到這個高門檻。’”
芬蘭先驅
這其中利害關係很大。
航空公司產生的溫室氣體約佔全球溫室氣體總量的 2%。如果該行業未能成功減少排放，預計到 2050 年排放量將增至 3%。
事後看來，摩根認為航空公司困境的特殊性反而成為吸引人們支援明確標準和新想法的優勢。
“這就是沒有現有行業的優勢所在。生物燃料沒有現有行業，所以我們可以從一開始就按照我們想要的方式進行製造。”
隨後的飛行測試表明，一些最有希望的結果來自 Neste 公司，該公司成立於 1948 年，是芬蘭的國有石油公司。2005 年，該公司開始專注於使用包括棕櫚油在內的脂肪酸和油性農業殘留物製造柴油燃料的工藝。
歐洲對更清潔的燃料有很大的市場需求，Neste 很快佔據了主導地位，生產用於卡車和汽車的柴油。在遭到綠色和平組織和其他環保組織的攻擊後，Neste 開始修改其工藝。它同意逐步淘汰棕櫚油的使用，棕櫚油被用於各種食品，主要依靠不可食用的植物和動物廢料及殘留物來製造該公司所謂的“加氫處理植物油”，這種產品與煤油非常相似。
Neste 與波音公司和 RSB 的其他成員合作，開發出了一種被稱為“即用型”燃料，可用於噴氣發動機和渦輪螺旋槳發動機。據 Neste 在美國的總經理內維爾·費爾南德斯稱，到目前為止，它已在 1200 次商業飛行中成功測試。
Neste 的燃料與其他競爭對手在生物噴氣燃料開發競賽中的不同之處在於，該公司已經運營著兩家為其生產生物柴油的煉油廠，因此它可以迅速擴大規模，生產更多數量的噴氣燃料，據該公司稱，這可以使航空公司的溫室氣體排放量減少 40% 到 90%。
波音公司的摩根解釋說：“說 Neste 是先驅絕對是公平的。他們承擔了很大的風險，值得稱讚。在許多人沒有押注的情況下，他們將公司很大一部分押在了可再生燃料的未來上。”
剩下的障礙是 ASTM 國際。它成立於 1898 年，名為美國測試與材料協會，它的第一個決定是批准賓夕法尼亞鐵路使用的鋼材。此後，它已發展成為國際組織，在世界各地設有辦事處，幫助為 12,000 多種產品制定健康、質量和安全標準。
波音公司和其他飛機和噴氣發動機製造商已經成立了一個 ASTM 委員會，以決定 Neste 工藝生產的燃料是否可以在全球範圍內用於製造低碳噴氣燃料。
“生物燃料 1.0”的終結
如果 ASTM 批准，可再生噴氣燃料的產量將從微不足道的 200 萬加侖增加到每年潛在的 20 億加侖。
正如摩根解釋的那樣，這還不足以為整個全球航空業提供燃料，但“這確實是重要的一步，因為它使我們擺脫了實驗階段，並使行業以具有成本競爭力的價格大量生產。”
他希望，不斷擴大的市場將鼓勵更多的煉油廠和其他公司進入這個行業。這也將標誌著摩根所謂的“生物燃料 1.0”的結束，對於那些認為低碳噴氣燃料是一個會迅速騰飛的風險投資的政府、創新者和投資者來說，這是一個冒險的時期。與 Neste 不同，一些試圖製造生物燃料的公司已經破產倒閉。其他公司則突然轉向不必飛行的產品。
其中一家倖存者是 Cool Planet Energy Systems，這是一家位於科羅拉多州格林伍德村的公司，該公司在 2009 年憑藉一種名為熱解的技術引起轟動，該技術可以在沒有氧氣的情況下加熱農業廢料、木片和堅果殼，從而產生煙霧，然後將其透過催化劑以製造液體生物燃料。Cool Planet 的業務發展負責人韋斯·博爾森解釋說：“你不需要進行進一步的提煉或升級處理。這是一種可以直接使用的液體燃料。你只需要將它們混合在一起。”
該過程還會產生一種名為焦炭的泥土狀廢料。
據博爾森稱，該工藝吸引了三家主要石油公司的投資，並獲得了農業部 9100 萬美元的撥款。該公司用於生產可再生噴氣燃料的潛在原料似乎是無限的。
他說：“在北落基山脈，有 4200 萬英畝的樹木被甲蟲殺死。這些樹木將會倒下並腐爛，變成甲烷，這比二氧化碳糟糕得多。”他指出，透過將木片轉化為生物燃料，他的公司實際上將減少大氣中的溫室氣體。
Cool Planet 建造了一個運轉良好的試驗工廠，但它從未達到可以開始銷售生物燃料的程度。它的投資者不願籌集建造第一座商業規模設施所需的數億美元。
博爾森解釋說：“最困難的事情是建造第一座商業規模的工廠。這將是有史以來效率最低的工廠，因為你將從中學習。”
為了維持業務，該公司迅速需要一種可以銷售的產品，因此它轉向了焦炭，這是熱解產生的廢料。這種焦炭被命名為“Cool Terra”，該公司將其描述為“一種旨在改善土壤健康的工程生物碳”。它是一種土壤新增劑，Cool Planet 現在在 48 個州銷售。
據博爾森稱，它在種植番茄和草莓的高爾夫球場和苗圃中很受歡迎。
Cool Planet 表示，它已經籌集了 3000 萬美元，並且正在路易斯安那州建造一座旨在生產焦炭的工廠。博爾森解釋說，這可能還沒有準備好實現該公司生產生物燃料的夢想。他說：“你必須逐步進行。”
另一家成功軟著陸的倖存者是Solazyme，這是一家舊金山的初創公司，它開發了一種由藻類和糖製成的生物燃料，一度看起來很有希望，直到該公司股價去年開始暴跌。之後，它轉型為TerraVia Holdings Inc.，銷售用於化妝品和食品的藻類油。
至少有六家公司走上了KiOR的軌跡。KiOR是一家位於德克薩斯州帕薩迪納的高調公司，於2007年起飛，其將木屑轉化為生物燃料的工藝曾短暫地享有15億美元的估值，但未能達到其生產預估，然後在2014年陷入混亂的破產。
隨後，密西西比州的總檢察長（KiOR第一家商業工廠的所在地）稱其為“有史以來對密西西比州實施的最大規模的欺詐之一”。但其他公司倖存下來，迎接下一個挑戰。
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